Spirométrie

La spirométrie (du latin spirar, respirer et metron, mesure) est un test de mesure de la respiration. C’est le plus fréquent des tests de contrôle de la fonction pulmonaire. Elle consiste en une série d'examens des fonctions respiratoires, selon des paramètres et dans des conditions précises. Le but d'une spirométrie est de contrôler la fonction ventilatoire en mesurant les volumes d’air mobilisés par les mouvements respiratoires et les débits ventilatoire.

Ces tests visent à déterminer, de manière relativement simple les paramètres de différentes capacités pulmonaires, les volumes pulmonaires et les débits d'air (inspiration, expiration) d'un patient, dans le but de diagnostiquer certaines pathologies respiratoires (asthmes, BPCO entre autres) ou de suivre leur évolution.
Elle apporte des informations très précises concernant les maladies respiratoires, et spécialement les maladies dites obstructive (Broncho-pneumopathie chronique obstructive BPCO) et restrictives (mucoviscidose).
Il existe deux principaux types de spirométrie : simple et forcée.

Les résultats sont présentés sous forme de graphique représentant le volume en fonction du temps et débit en fonction du volume.

Indications pour la prescription de tests de spirométrie

La prescription d'un test de spirométrie peut-être utile pour :

• Le diagnostic d'une affection respiratoire ;
• L'évaluation du retentissement sur la ventilation d'une affection non respiratoire, par exemple une myopathie ;
• Le dépistage de maladies au stade précoce ou avant l’apparition de signes cliniques ;
• La surveillance de travailleurs exposés à des éléments susceptibles de provoquer des variations de la fonction ventilatoire (fumées, gaz…) ;
• Le diagnostic différentiel d’une maladie soupçonnée ;
• L'établissement de la condition générale d’un sujet ;
• L'examen préopératoire pour une chirurgie thoracique ou abdominale haute.

Réalisation

Procédure

Le test de spirométrie est réalisé en utilisant un appareil appelé spiromètre.
La plupart des spiromètres affichent les résultats sous forme de graphiques que l’on appelle « spirogrammes »:
- une courbe volume-temps, montrant le volume (en litres) le long de l'axe Y et le temps (en secondes) le long de l'axe X
- une boucle débit-volume, ce qui représente graphiquement le débit d'air sur l'axe Y et le volume total inspiré ou expiré sur l'axe X

Le patient, relaxé, est installé confortablement près de l'appareil.
Il se met à l'aise pour respirer aisément et place le transducteur spiromètrique dans la bouche.
Il effectue quelques cycles de respiration normale avant de commencer l'examen réel.
Il doit ensuite inspirer profondément et lentement et enchainer par une expiration forcée et rapide, afin d'expulser l'air le plus possible des poumons. L'examen consiste en trois expirations forcées de ce type. Il est préférable que le patient ne mange pas « trop lourd » et ni ne fume les 5h précédant l'examen.

Limites du test

La procédure dépend de la coopération du patient et de l'effort. Elle est normalement répétée au moins trois fois pour assurer la reproductibilité. Puisque les résultats dépendent de la coopération du patient, VEMS* et CVF peuvent être sous-estimées, mais jamais surestimées

En raison de l’importance de la coopération du patient, la spirométrie ne peut être pratiquée seulement sur les patients qui sont en mesure de comprendre et de suivre les instructions. Par conséquent, ce test n'est pas approprié pour les patients qui sont inconscients, sous sédatifs, ou avec des restrictions qui feraient obstacle à de vigoureux efforts respiratoires. De même, ce test ne peut être pratiqué que sur des enfants assez âgés pour comprendre et suivre les instructions données (à partir de l’âge de 4 ou 5 ans environ). Ceci dit, il existe d'autres tests sur les fonctions pulmonaires adaptés aux nourrissons et aux personnes inconscientes.

Ce test est utile comme outil de suivi : une baisse soudaine dans la mesure du VEMS chez le même patient peut être le signe d’une aggravation , même si la valeur brute est encore normale.

Volumes et capacités pulmonaires

Volumes pulmonaires

Capacités pulmonaires

Les résultats

L’interprétation des résultats est relativement simple, il s’agit de la visualisation des volumes et des débits respiratoires sous formes de graphiques.

Spirométrie simple

Avec la spirométrie simple on obtient :

Volume courant VT : Volume mobilisé à chaque cycle respiratoire pendant une respiration normale.

Volume de réserve inspiratoire VRI : Volume maximum pouvant être inspiré en plus du VT à l'occasion d'une inspiration profonde.

Volume de réserve expiratoire VRE : Volume maximum pouvant être rejeté en plus du volume courant à l'occasion d'une expiration profonde.

Capacité vitale CV : somme des trois volumes précédents, représente le volume d’air total que les poumons peuvent mobiliser. C’est le plus grand volume d’air mobilisé lors d’une inspiration forcée puis d’une expiration forcée.

Volume résiduel VR : Volume d'air se trouvant dans les poumons à la fin d'expiration forcée. Autrement dit qu'il est impossible d'expirer. Il est impossible de mesurer ce volume avec des tests de spirométrie. Pour mesurer le VR, des tests plus sophistiquéssont nécessaires, comme la méthode dilution à l’hélium ou la pléthysmographie.

Spirométrie forcée

Avec la spirométrie forcée, on mesure également le débit d’air en fonction du volume pulmonaire, on obtient ainsi :

Volume expiratoire forcé VEMS : Volume Expiratoire Maximal Seconde = quantité d’air expulsé durant la première seconde de l'expiration forcée, réalisée après une inspiration maximale. la normale se situe entre 80 et 100 % des valeurs théoriques.

Capacité vitale forcée CVF : La CVF est mesurée lors d'une expiration forcée. Le patient est assis ou debout. Il inspire à fond et souffle le plus rapidement possible tout l’air de ses poumons dans le spiromètre.

La Capacité Vitale Lente est la même chose mais réalisée lors d'une expiration complète et lente, et donne souvent de meilleurs chiffres que la manœuvre forcée.

VEMS/CVL ou indice de Tiffeneau^[1] : il s’agit du rapport, en pourcentage, de la capacité forcée durant la première seconde, à la capacité vitale lente,(totale). Sa valeur normale est supérieure à 80%.

DEM 25-75 : Le débit expiratoire entre les valeurs de 25% et 75% de la capacité vitale forcée. C'est un très mauvais indice : Gelb et Coll ont démontré en 1983 dans la revue CHEST que le VEMS était toujours perturbé quand le DE 25-75 était abaissé "significativement". D'autre part, il n'y a pas de véritables définitions d'un DE 25-75 normal ou pathologique. Malheureusement ce critère est souvent retenu dans les interprétations comme prétendue atteinte des petites bronches. On ne devrait utiliser que le VR pour diagnostiquer une atteinte des petites bronches. Et oublier le DE 25-75. Ce critère est encore retenu dans certains articles médicaux, alors qu'il ne le devrait pas (Revue Française des Maladies Respiratoires, Mars 2009)

Volume expiratoire maximal par seconde (VEMS) : Le volume expiratoire maximal par seconde (VEMS) correspond au volume expiré pendant la première seconde d'une expiration forcée. Autrement dit, un sujet normal expire 80% de sa capacité vitale dans la première seconde d'une expiration forcée.

Interprétation

La capacité vitale (CV) est diminuée quand le volume expiré diminue, cela se retrouve dans différent cas :

(La CV seule n'est pas un bon indice : elle est totalement dépendante de l'effort donné par la personne qui souffle dans l'appareil. D'autre part, la CV peut simplement être abaissée parce que le VR augmente.) Le meilleur critère reste le VEMS. La CV ne doit être utilisée que de concert avec le VEMS et le VR (CPT).

Trouble ventilatoire restrictif: TVR

C'est une baisse globale harmonieuse des volumes pulmonaires: c'est-à-dire en premier baisse de la CPT en dessous de 80% des valeurs théoriques, associé à une baisse harmonieuse de la CVL et du VEMS, se traduisant par un rapport de Tiffeneau normal ou augmenté.

• Maladies de la cage thoracique : Cyphoscoliose, altération des muscles respiratoires ou des nerfs (comme la dystrophie musculaire, la poliomyélite) et traumatismes ;
• anomalies de la cavité pleurale : séquelles pleurales principalement comme la tuberculose ou certaines pleurésies purulentes. Les autres atteintes sont par définition provisoire : pleurésie, pneumothorax, etc ;
• pathologies qui encombrent les voies respiratoires (mucoviscidose) ;
• les variations du débit sanguin, qui se produit dans des cas d’insuffisance cardiaque, par Fichier:Œdème interstitiel. Ici, la particularité est la réversibilité du TVR avec un traitement à visée cardiaque approprié ;
• Fibroses pulmonaires (asbestose, silicose, sclérodermie, fibrose idiopathique, etc. (La liste est très longue)

Trouble ventilatoire obstructif: TVO

le volume expiratoire forcé (VEMS)est abaissé en dessous de 80 % des valeurs normales par diminution des débits. C'est le critère majeur d'un TVO. Certains utilisent la baisse du rapport de Tiffeneau. Ce critère peut être pris en défaut si la CV est abaissé par un excès de rétention gazeuse (phénomène de trappage). Pour affirmer le TVO il faut impérativement la mesure de la CPT. En gros : VEMS abaissé en dessous de 80 % de la normale et CPT normale = bronchite chronique, si la CPT est augmentée de plus de 15 % = emphysème pulmonaire:

• asthme
• inhalations toxiques (comme la fumée de cigarette) : Bronchite chronique et emphysème (BPCO)
• Excès de sécrétions muqueuses (Dilatations des Bronches). La DDB ne fait pas à proprement parler des maladies obstructives. Souvent on assiste à la présence d'un trouble ventilatoire mixte (Baisse de la CPT ET baisse du Tiffeneau)

Trouble ventilatoire mixte TVM:

c'est une association de TVO et de TVR , on aura donc une baisse de la CPT et une baisse du rapport de Tiffeneau. On peut le voir par exemple chez un patient obèse, BPCO.

Explication de la Courbe Débit/Volume

La représentation graphique de l'examen de la CVF est importante pour l'interprétation.
La courbe débit-volume commence à zéro. La courbe du dessus (ayant pour ordonnées des valeurs positives) représente l'expiration et la courbe de dessous (ayant pour ordonnées des valeurs négatives) représente l'inspiration. Le débit augmente très vite pour atteindre son maximum dans les 100 millisecondes. Ce point est nommé le Débit Expiratoire de Pointe (DEP). Le DEP représente l’expiration maximal d'air expiré à un un temps X, toujours très proche du début de l'expiration forcée.
Par la suite le débit décline pour finalement atteindre zéro à la fin du test. Le point ou la courbe touche l’axe X est la CVF : la totalité du volume pulmonaire mobilisable est expiré.

La morphologie de la courbe spirométrique est également importante car c'est une première indication de la qualité du test : en regardant la morphologie de la courbe une personne entraînée peut immédiatement voir si le test de spirométrie a bien été exécuté par le ou la patient(e). Une courbe concave est un peu suggestive pour une obstruction bronchique mais très c'est souvent source d'erreur. Il ne faut jamais conclure sur l'aspect de la courbe.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

• Asthme
• Débitmètre de pointe
• Épreuve de provocation bronchique

Liens externes

• Spirométrie
• Association Pulmonaire du Canada
• Vidéo sur l'exploration fonctionnelle respiratoire
• Information Hospitaliere

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